Ruch obrotowy bryły sztywnej: karta pracy z odpowiedziami

Darmowa karta pracy do druku – Ruch obrotowy bryły sztywnej: 6 zadań od łatwych do poziomu egzaminu, z kluczem odpowiedzi. Wydrukuj ją lub zapisz jako PDF.

Dla nauczycieli: można bezpłatnie drukować, kopiować i używać na zajęciach. Każdy nowy arkusz ma nowe wartości i własny klucz odpowiedzi. Będziemy wdzięczni za link do ExamProblems na stronie kursu.

Imię: ____________________   Data: ____________

1.Łatwy
Or = 0,05 mL = 0,5 m0,55 m4,5 kg4,5 kg

Wahadło składa się z jednorodnego cienkiego pręta (4,5 kg, długość 0,5 m) zamocowanego obrotowo w górnym końcu O oraz pełnej kuli o masie 4,5 kg i promieniu 0,05 m przymocowanej do jego dolnego końca. Środek kuli leży 0,55 m poniżej O. Znajdź masowy moment bezwładności IO wahadła względem O.

mrod = 4,5 kgL = 0,5 mmsphere = 4,5 kgr = 0,05 md = 0,55 m
IO = kg·m²
2.Łatwy
k = 0,55 m0 → 200 rpm50 kg

Koło zamachowe o masie 50 kg i promieniu bezwładności 0,55 m jest przyspieszane jednostajnie od spoczynku do 200 obr/min. Trwa to 18 s. Pomijając tarcie, znajdź potrzebny stały moment T.

m = 50 kgk = 0,55 mn1 = 0 rpmn2 = 200 rpmt = 18 s
T = N·m
3.Średni
L = 2,9 mm = 11,5 kgα

Jednorodny cienki pręt o masie 11,5 kg i długości 2,9 m jest zamocowany przegubowo na jednym końcu i utrzymywany poziomo. Puszczono go swobodnie ze spoczynku. Przyjmij g = 9,81 m/s². Znajdź pionową siłę R, którą przegub wywiera na pręt tuż po puszczeniu.

m = 11,5 kgL = 2,9 mg = 9,81 m/s²
R = N
4.Średni
n = 700 rpmP = 70 kW

Wał przenosi 70 kW przy 700 obr/min. Znajdź moment T w wale.

P = 70 kWn = 700 rpm
T = N·m
5.Trudny
0,6 m0,25 mn1​ = 30 rpm

Osoba stoi na platformie obrotowej bez tarcia i trzyma w każdej ręce hantlę o masie 3,5 kg, w odległości 0,6 m od osi. Sama osoba z platformą ma moment bezwładności 5 kg·m² względem osi. Obracają się z prędkością 30 obr/min, po czym osoba przyciąga hantle do odległości 0,25 m od osi. Traktuj hantle jak masy punktowe. Znajdź nową prędkość n2 w obr/min.

I0 = 5 kg·m²m = 2 × 3,5 kgr1 = 0,6 mr2 = 0,25 mn1 = 30 rpm
n2 = rpm
6.Trudny
460 m/s50 g0,87 mL = 1,3 m2,5 kg

Jednorodny cienki pręt o masie 2,5 kg i długości 1,3 m wisi w spoczynku na gładkim przegubie w górnym końcu. Pocisk o masie 50 g, lecący poziomo z prędkością 460 m/s, uderza w pręt 0,87 m poniżej przegubu i w nim zostaje. Znajdź prędkość kątową ω pręta tuż po uderzeniu.

M = 2,5 kgL = 1,3 mm = 50 gv = 460 m/sd = 0,87 m
ω = rad/s

Klucz odpowiedzi

  1. 1. IO = 1,741 kg·m²
  2. 2. T = 17,6 N·m
  3. 3. R = 28,2 N
  4. 4. T = 954,9 N·m
  5. 5. n2 = 41,49 rpm
  6. 6. ω = 13,84 rad/s

Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.